安全運転支援装置
【課題】 自車両の進行方向の信号機の赤信号を自動的に検出して停止などに関する制御を行うことができるようにする。
【解決手段】 安全運転支援装置１は、処理装置３と、車両に設けられ進行方向を撮像して撮像画像を出力する前方監視カメラ４とを備えている。前記処理装置３は、前方監視カメラ４による撮像画像から赤色発光部を抽出して信号機の赤色信号を検出する赤信号検出部３ａと、前記赤信号が検出されたときに当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する進路上信号機判定部３ｂと、この進路上信号機判定部３ｂにより自車両の進路上に存在する信号機であることが判定されたときに、車両停止などに関する対応制御を行う対応制御部３ｄとを備えている。
【解決手段】 安全運転支援装置１は、処理装置３と、車両に設けられ進行方向を撮像して撮像画像を出力する前方監視カメラ４とを備えている。前記処理装置３は、前方監視カメラ４による撮像画像から赤色発光部を抽出して信号機の赤色信号を検出する赤信号検出部３ａと、前記赤信号が検出されたときに当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する進路上信号機判定部３ｂと、この進路上信号機判定部３ｂにより自車両の進路上に存在する信号機であることが判定されたときに、車両停止などに関する対応制御を行う対応制御部３ｄとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号機の信号状態を判定して車両の停止などに関する制御を行うことにより安全運転を支援する安全運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両を運転する場合に、信号機の赤信号を確認し忘れたり、確認が遅れたりすると事故につながることから、信号機の動作状態にはかなりの神経を使うものである。また、信号機が連続して視野に入ったり、あるいは特異な交差点では進行方向に該当する信号機と他の信号機とが類似する向きにあったりし、自車両が進む方向の信号機の赤信号を見誤ったりするおそれがある。なお、車両の走行中に、信号機を検出する技術として特許文献１に記載されているが、これは、信号機などの対象物を検出するときに水平距離も算出し、その算出した距離を用いて自車両の現在位置を補正するものであり、本発明とは関係がない。
【特許文献１】特許第３３８１３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両を運転する場合に、信号機の赤信号で車両が進入すると危険であり、これを防止することが好ましい。
そこで本発明は、自車両の進行方向の信号機の赤信号を自動的に検出して停止などに関する制御を行うことができる安全運転支援装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、信号機の信号状態を判定して車両の停止などを制御して安全運転を支援する安全運転支援装置であって、車両に設けられ進行方向を撮像して撮像画像を出力する撮像手段と、この撮像手段による撮像画像から赤色発光部を抽出して信号機の赤色信号を検出する赤信号検出手段と、この赤信号検出手段により前記赤信号が検出されたときに当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する進路上信号機判定手段と、この進路上信号機判定手段により自車両の進路上に存在する信号機であることが判定されたときに、車両停止などに関する対応制御を行う対応制御手段とを備えて構成される。
【０００５】
この請求項１の発明によれば、赤信号検出手段が、撮像手段による撮像画像から赤色発光部を抽出して、赤信号であることを検出する。進路上信号機判定手段は、この赤信号検出手段により赤信号が検出されると、当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する。そして、この進路上信号機判定手段が、当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であると判定したときには、つまり、自車両の進行方向が赤信号であるときには、対応制御手段が車両停止などに関する対応処理を行う。このように、自車両の進行方向における信号機が赤信号であるときにこれを自動検出でき、且つ、車両停止などに関する対応制御を行うことができる。特に、信号機の発光状態を検出するから、視界が悪い場合や夜間でも、信号機を検出できる。つまり、撮像手段により信号機そのものを検出しようとすると、視界が悪いような場合や夜間時には、信号機の鮮明な撮像が得られないことがあるが、信号機の発光状態を検出する場合には、多少視界が悪くてもあるいは夜間時でも撮像手段により赤色発光体の発光状態を良好に撮像でき、もって、信号機の存在を良好に検出できるものである。
【０００６】
この場合、前記進路上信号機判定手段は、撮像手段による撮像画像から抽出された赤色発光部の輪郭の楕円度を割り出し、この割り出した楕円度に基づいて当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であると判定するようにしても良い（請求項２の発明）。このようにすると、検出された赤信号の信号機が進行方向の信号機であるかどうかを精度良く判定できる。すなわち、信号機の各発光体は、自車両から正面方向に存在すると真円に近く、自車両から見た角度が左右にずれるほど各発光体は楕円度が増してゆく。つまり、撮像手段により撮像した赤色発光部の楕円度が低いほど（真円に近いほど）自車両の正面、換言すれば自車両の進行方向に存在するものであると判定でき、判定精度が向上する。
【０００７】
また、前記進路上信号機判定手段は、前記赤色発光部の下側部分の輪郭の楕円度を割り出すようにしても良い（請求項３の発明）。このようにすると、信号機のひさしに影響されずに、自車両の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる。すなわち、通常、信号機の発光体の上部にはひさしが取り付けられており、該発光体を斜めから見ると、発光体の輪郭の上部をこのひさしが遮ることがある。従って、撮像画像における赤色発光部の輪郭の楕円度を割り出すときに、このひさしの影響のない輪郭下側部分の楕円度を用いれば、信号機のひさしに関係なく自車両の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる。
【０００８】
また、地図データ記憶手段や、自車位置検出手段などを有して、自車両の現在位置から目的位置までの経路案内が可能なナビゲーション装置を備え、進路上信号機判定手段が、このナビゲーション装置が動作しているときには該ナビゲーション装置を用いて、当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する構成としても良い（請求項４の発明）。このようにすると、ナビゲーション装置を利用して、自車両の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる。
【０００９】
また、前記赤信号検出手段は、抽出した赤色発光部の輝度及び／又は該赤色発光部の高さに基づいて赤信号であることを検出するようにしても良い（請求項５の発明）。このようにすれば、赤信号を確実に検出できる。
【００１０】
また、前記赤信号検出手段は、複数の赤信号を検出したときには、各赤信号に対応する赤色発光部相互の大きさ及び高さを比較して、自車両に対して各赤色信号を近い順から認識し、前記進路上信号機判定手段は、自車両に近い赤信号の信号機から順に、自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定するようにしても良い（請求項６）。このようにすると、赤信号が複数検出されても、自車両に近い赤信号を認識でき、そして自車両に近い赤信号の信号機から順に、進路上に存在する信号機であるか否かを判定できて、判定処理の最適化が図れる。
【００１１】
また、前記進路上信号機判定手段が、前記撮像画像における赤色発光部の左右面積比から信号機の右斜め向き・左斜め向きを判定する向き判定手段を備えていても良い（請求項７の発明）。このようにすると、信号機のひさしを利用して該信号機の向きを良好に判定できる。すなわち、前述したように、通常、信号機の発光体の上部にはひさしが取り付けられており、信号機が自車両からみて右斜め向きである場合に、ひさし部分が当該信号機の発光体の上部左側に被さる形態となるから、撮像画像における赤色発光部は左半分の発光面積が右半分の発光面積より小さくなる。逆に信号機が左斜め向きであると、ひさし部分が当該信号機の発光体の上部右側に被さる形態となるから、撮像画像における赤色発光部は右半分の発光面積が左半分の発光面積より小さくなる。従って、上述の請求項７の発明によれば、記進路上信号機判定手段が、前記撮像画像における赤色発光部の左右面積比から信号機の右斜め向き・左斜め向きを判定する向き判定手段を備えているから、信号機のひさしを利用して該信号機の向きを良好に判定することができる。
【００１２】
また、前記対応制御手段は、車両停止などに関する対応制御として、自車両の停止準備がなされていないときに警告もしくは停止制御を実行する構成としても良く（請求項８の発明）、このようにすると、自車両の進行方向における信号機が赤信号であるときに、ユーザー（運転者）に警告を与えることができ、もしくは車両停止を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１には安全運転支援装置1全体構成を機能的ブロックによって示している。この安全運転支援装置１は車両２（図３参照）に搭載されており、処理装置３、前方監視カメラ４、自車位置検出装置５、地図データ記憶部６、表示装置７、音声出力装置８、車両制御部９、車速センサ１０、入力装置１２を備えて構成されている。
【００１４】
前記処理装置３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭや各種Ａ／Ｄ変換器などを含んで構成されており、この処理装置３は、機能的に、赤信号検出手段たる赤信号検出部３ａ、進路上信号機判定手段たる進路上信号機判定部３ｂ、ナビゲーション処理部３ｃ、対応制御手段たる対応制御部３ｄ、出力制御部３ｅを備えて構成される。
【００１５】
前記前方監視カメラ４は、撮像手段に相当するものであり、ＣＣＤカメラなどからなる。車両２に、その進行方向を撮像し得るように設けられている。自車位置検出手段たる前記自車位置検出装置５、地図データ記憶手段たる地図データ記憶部６、ナビゲーション処理部３ｃは、ナビゲーション装置１１を構成している。自車位置検出装置５は、ＧＰＳ受信機やジャイロなどを備えて構成されており、自車位置を検出する。地図データ記憶部６は、ナビゲーション装置として必要な地図データを記憶しており、これは例えばＣＤやＤＶＤなどの記録媒体から構成されていて、ＣＤドライブやＤＶＤドライブなどのドライブ装置（図示せず）を介してデータ情報がナビゲーション処理部３ｃに入力される。ナビゲーション処理部３ｃは入力装置１２から目的地設定があると、自車位置から目的地までの経路を計算し、表示装置７に地図と自車位置とを表示すると共に、該表示装置７及び音声出力装置８とにより目的地までの経路を表示及び音声にて案内する。
【００１６】
また、入力装置１２から目的地設定がない場合でも、地図表示要求があると自車位置を地図と共に表示するようになっている。
前記表示装置７は、走行中に地図や自車位置（自車マーク）や経路案内のための経路識別マークなどを表示する。報知手段である音声出力装置８は例えばスピーカから構成されている。車両制御部９は対応制御部３ｄから強制ブレーキ指令があると、車両のブレーキ装置に動作指令を出すためのものである。
前記車速センサ１０は、自車両２の車速を検出するものであり、その車速検出信号は、ナビゲーション処理部３ｃ及び対応制御部３ｄで使用される。前記入力装置１２は表示装置７におけるタッチパネルスイッチや、リモコンスイッチなどから構成される。
【００１７】
さて、前記処理装置３における赤信号検出部３ａ、進路上信号機判定部３ｂ、ナビゲーション処理部３ｃ、対応制御部３ｄ、出力制御部３ｅの機能について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。このフローチャートは、例えば自車両２の始動キーがオンされたときにスタートする。まず、ステップＰ１においては、前方監視カメラ４から撮像画像（撮像結果）を読み込み、ステップＰ２でこの撮像画像から赤色の発光部を抽出する。ステップＰ３では、この抽出した赤色発光部の輝度や大きさφ（図７参照）又は画像上での高さｈａ、ｈｂ（図７参照）さらには形状（真円、楕円）に基づいて信号機の赤色発光体の発光状態であるか否か（赤信号であるか否か）を判定する（赤信号検出手段）。上記高さｈａ、ｈｂは、信号機の発光体が比較的高い位置にあることから、赤信号判定要素として適している。
【００１８】
ステップＰ４では、前記赤信号が複数抽出された場合に、自車両２に対する各赤信号の距離を判断して、自車両２に近い順に認識する。これは、赤色発光部の大きさが大きく且つ撮像画像上における高さが高いほど自車両２に近い距離にあると判断する。ステップＰ５では、一番近い赤信号である赤色発光部を設定する。
【００１９】
ステップＰ６では、間近（この場合一番目）にある信号機の向きを判定する。すなわち、前記進路上信号機判定部３ｂは、前方監視カメラ４により撮像した撮像画像における赤色発光部の輪郭の下側部分の楕円度（縦長度）を割り出し、この割り出した楕円度に基づいて当該信号機の向きを判定する。
【００２０】
ここで、楕円度を割り出す趣旨について述べると、信号機の発光体が自車両２に対して対向していると、発光体の輪郭はほぼ真円であるが、左右いずれかに斜め状態であると、縦長な楕円となる。従って楕円度（真円は楕円度（縦長度）ほぼ「１」、縦長な楕円ほど楕円度大（楕円度「１」以上））を割り出すことにより、信号機が斜めであることを判定できる。そして、信号機の各発光体は、自車両から正面方向に存在すると真円に近く、自車両から見た角度が左右にずれるほど各発光体は楕円度が増してゆく。つまり、赤色発光部の楕円度が低いほど（真円に近いほど）自車両の正面、換言すれば自車両の進行方向に存在するものであると判定できる。そして、また上記楕円度により自車両２に対する当該信号機の角度も判定できる。
【００２１】
そして、発光体の輪郭のうち下側部分の楕円度を使用する趣旨は、次にある。すなわち、図５からも判るように、通常、信号機の発光体の上部にはひさし（符号Ｆで示す）が取り付けられており、該発光体を斜めから見ると、発光体の輪郭の上部をこのひさしが遮ることがある。従って、発光体の輪郭の楕円度を割り出すときに、このひさしの影響のない輪郭下側部分の楕円度を用いれば、自車両の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる、というものである。
【００２２】
さらに、このステップＰ６では、信号機の発光体が斜め向きのうち、右向き、左むきのいずれであるかを判定するようにしている。すなわち、前述したように、通常、信号機の発光体の上部にはひさしが取り付けられており、図５から判るように、信号機が自車両からみて右斜め向きである場合に、ひさし部分が当該信号機の発光体の上部左側に被さる形態となるから、前方監視カメラ４の撮像画像における赤色発光部（図４に符号Ｒで示す）は左半分の発光面積が右半分の発光面積より小さくなる。逆に信号機が左斜め向きであると、ひさし部分が当該信号機の発光体の上部右側に被さる形態となるから、撮像画像における赤色発光部は右半分の発光面積が左半分の発光面積より小さくなる。従って、像画像における赤色発光部の左右面積比から信号機の右斜め向き・左斜め向きを判定することが可能となる。
【００２３】
ここで、図３に示すように、車両２が進行しているときに信号機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３がある場合を考える。この場合信号機Ｓ１が、自車両２が走行している車道Ｗ１に対応する信号機（進路上の信号機）とする。この信号機Ｓ１は、前方監視カメラ４（自車両２）から見ると正面に見える。つまり、対向する向きにある。また別の信号機Ｓ２は、別の車道Ｗ２に対応する信号機とする。この信号機Ｓ２は、前方監視カメラ４から見ると左斜め向き状態にある。さらに別の信号機Ｓ３は、さらに別の車道Ｗ３に対応する信号機とする。この信号機Ｓ３は、前方監視カメラ４から見ると右斜め向き状態にある。これらの信号機の赤色発光体の向きは、上述の記載から判るように良好に判定できる。
【００２４】
前記ステップＰ６の後、ステップＰ７では、ナビゲーション装置１１が動作中であるかどうかを判断する。つまり、ユーザーが目的地を設定したことによりナビゲーション装置１１が経路案内を実行しているかどうかを判断する。ナビゲーション装置１１が動作中でないときには、ステップＰ８に移行し、間近の赤信号の信号機が進路上にある信号機であるかどうかを判定する。この判定は次のようにして行う。すなわち、撮像画像上の赤色発光部が対向した向きにあれば、間近の赤信号の信号機が進路上にある信号機であると判定する。
【００２５】
このステップＰ８において、間近の赤信号の信号機が進路上にある信号機であると判定されると（「ＹＥＳ」）、ステップＰ９で、車両停止準備状態を判定する。すなわち、進路上にある信号機までの距離と現在の車両速度（車速センサ１０からの信号）とを考慮して、当該信号機までに停止可能な否かを判断する。この判断は、例えば、「緊急度ほぼ無し」（すぐにブレーキングしなくてもいい、あるいは十分に余裕のあるブレーキング中である）、「緊急度やや有り」（今すぐユーザーにブレーキングを促したほうがいい）、「緊急度高い」（車両側に強制的にブレーキングの指令を出したほうが良い）の３段階に区分して判断するようにしている。ここで、上記「緊急度ほぼ無し」の範疇として、車速が十分に低速であることを加味しても良く、この場合ユーザーが赤信号を既に認識している場合での不快な警告をなくすことができる。さらに、上記「緊急度ほぼ無し」の範疇として、自車両２が素早くほぼ９０度曲がった後（ジャイロなどにより検出）の赤信号を検出したことを加味しても良く、この場合、自車両２が交差点内で曲がったすぐ先の信号機（同じ交差点内の別の信号機）が赤信号のときの無用な警告をなくすことができる。
【００２６】
「緊急度ほぼ無し」である場合（ステップＰ１０で「ＹＥＳ」）は、警告や強制ブレーキは行わずに、ステップＰ１に戻る。また、「緊急度やや有り」である場合には（ステップＰ１０の「ＮＯ」を経てステップＰ１１で「ＹＥＳ」）、ステップＰ１２で、音声出力装置８に「ブレーキを促す」趣旨の音声を出力させる（警告）と共に表示装置７に同趣旨の表示（警告）を行わせ、また、「緊急度高い」である場合には（ステップＰ１１の「ＮＯ」）、ステップＰ１３に移行し、前述同様に音声出力装置８及び表示装置７に「ブレーキを促す」趣旨の警告をさせると共に、車両制御部９に強制ブレーキ指令を出力する。この場合、車両制御部９はこの強制ブレーキ指令を受けて車両のブレーキ装置を動作させるところのブレーキ実行指令を出力し、車両のブレーキ装置がブレーキ動作を実行する。
前記ステップＰ８において、間近の赤信号の信号機が自車進路上にない場合（「ＮＯ」）には、ステップＰ１４で、次に近い赤信号の信号機を設定し、ステップＰ６の角度・向き判定処理以降を再度実行する。
【００２７】
ここで、前記ステップＰ７において、ナビゲーション装置１１が動作中であることが判断されると、ステップＰ１５で、地図データ上の信号機と自車両２の距離と角度を算出し、ステップＰ１６では、ナビゲーション装置１１の機能を使用して間近の赤信号の信号機が進路上にあるか否かを判断する。すなわち、ステップＰ１５で算出した地図データ上の信号機と自車両２の距離及び角度と、画像データにおける赤色発光部の自車両２からの距離及び向き並びに角度（向き、角度は前述したステップＰ６で検出している）とが一致するか否かを判断するし、一致すれば、該当信号機がナビゲーション装置１１で設定した経路に存在するか否かを判断し、設定経路に存在すれば、間近の赤信号状態の信号機が進路上にあると判定し、設定経路に存在しなければ、間近の赤信号状態の信号機が進路上にないと判定し、ステップＰ１４で次を設定し、ステップＰ６に戻る。
【００２８】
上述の判定の仕方を、図６、図７を参照して述べる。ナビゲーション装置１１が動作中においては、自車両２の位置と、信号機Ａ、Ｂの位置とが判っており、そして自車両２から信号機Ａ、Ｂまでの距離Ｌａ、Ｌｂ、さらに自車両２から見た信号機Ａ、Ｂに対する角度θａ、θｂも判っており、そして、経路（矢印Ｋで示す）が設定されている。これに対して、前方監視カメラ４により撮像された画像データには、図７のように、信号機Ａ、Ｂの赤信号が赤色発光部Ｈａ、Ｈｂとして認識されており、画像データ上で自車両２からこれらの赤色発光部Ｈａ、Ｈｂの距離を高さｈａ、ｈｂにより算出し、向き及び角度はステップＰ６で判定済みである。
【００２９】
そして、ナビゲーション装置１１における地図データ上の前記距離Ｌａ、Ｌｂと、算出された画像データ上の距離とが一致すること、及び上記角度θａ、θｂ（左右の向きも含まれる）と、画像データ上で算出された向き及び角度とが一致するで、赤信号状態の信号機Ａ、Ｂが認識される。そして、この赤信号状態の信号機Ａ、Ｂが設定経路Ｋ上にあれば、進路上にある赤信号状態の信号機として判定されることになる。
【００３０】
なお、図３、図４において、ナビゲーション装置１１が作動している場合も、同様にして、間近の赤信号状態の信号機が進路上にあるか否かが判定されるものである。
前記ステップＰ４〜ステップＰ８、ステップＰ１４〜ステップＰ１６が進路上信号機判定手段たる進路上信号機判定部３ｂの機能を示している。
ステップＰ１６で、間近の赤信号状態の信号機が進路上にあると判定されれば（「ＹＥＳ」）、前述したステップＰ９に移行し、間近の赤信号状態の信号機が進路上にないと判定されれば（「ＮＯ」）、前述のステップＰ１４を経てステップＰ６に戻る。
【００３１】
このような本実施例によれば、処理装置３における赤信号検出部３ａが、前方監視カメラ４による撮像画像に基づいて赤色発光部を抽出して赤信号を検出すると、進路上信号機判定部３ｂが、当該信号機が自車両２の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する。そして、この進路上信号機判定部３ｂが、当該信号機が自車両２の進路上に存在する信号機であると判定したときには、つまり、自車両２の進行方向が赤信号であるときには、対応制御部３ｄが車両停止などに関する対応処理を行う。このように、自車両２の進行方向における信号機が赤信号であるときにこれを自動検出でき、且つ、車両停止などに関する対応制御を行うことができる。
【００３２】
特に、信号機の発光体の発光状態を検出するから、視界が悪い場合や夜間でも、信号機を検出できる。つまり、前方監視カメラ４により信号機そのものを検出しようとすると、視界が悪いような場合や夜間時には、信号機の鮮明な撮像が得られないことがあるが、信号機の発光状態を検出する場合には、多少視界が悪かったり、夜間時でも、前方監視カメラ４により赤色発光体の発光状態を良好に撮像でき、もって、信号機の存在を良好に検出できるものである。
【００３３】
この場合、前記進路上信号機判定部３ｂは、赤色発光部の輪郭の楕円度を割り出し、この割り出した楕円度に基づいて当該信号機が自車両２の進路上に存在する信号機であると判定するようにしたから、発光状態にある赤色発光体が進行方向の信号機であるかどうかを精度良く判定できる。
特に、前記進路上信号機判定部３ｂは、前記赤色発光部の下側部分の輪郭の楕円度を割り出すようにしたから、信号機の発光体の上部にひさしが存在する場合でも、自車両２の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる。
【００３４】
また、地図データ記憶部６や、自車位置検出装置５などを有して、自車両２の現在位置から目的位置までの経路案内が可能なナビゲーション装置１１を備え、進路上信号機判定部３ｂが、このナビゲーション装置１１が動作しているときには該ナビゲーション装置１１を用いて、当該信号機が自車両２の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する構成としたから、ナビゲーション装置１１を利用して、自車両２の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる。
【００３５】
また、前記赤信号検出部３ａが、抽出した赤色発光部の輝度及び／又は撮像画像における該赤色発光部の高さに基づいて赤信号を検出するようにしたから、赤信号を確実に検出できる。
【００３６】
また、前記赤信号検出部３ａが、複数の赤信号を検出したときには、各赤信号に対応した赤色発光部相互の大きさ及び高さを比較して、自車両に対して赤信号を近い順から認識し、進路上信号機判定部３ｂが、自車両２に近い赤信号の信号機から順に、自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定するようにしたから、赤信号が複数検出されても、自車両に近い赤信号を検出でき、そして自車両２に近いほうから順に、進路上に存在する信号機であるか否かを判定できて、判定処理の最適化が図れる。
【００３７】
さらに、前記進路上信号機判定部３ｂが、撮像画像における赤色発光部の左右面積比から信号機の右斜め向き・左斜め向きを判定する向き判定手段を備えているから、信号機のひさしを利用して該信号機の向きを良好に判定できる。
また、対応制御部３ｄが、車両停止などに関する対応制御として、自車両２の停止準備がなされていないとき（「緊急度やや有り」、「緊急度高い」）に警告もしくは停止制御を実行する構成としたから、自車両２の進行方向における信号機が赤信号であるときに、ユーザー（運転者）に警告を与えることでき、もしくは車両停止を行うことができる。
なお、本発明は上述した実施例に限られず、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できるものである。例えば、ステップＰで、大きさ（直径）φ（図７参照）を赤信号検出のための要素としたが、真円でない場合には、縦方向の大きさｓｈ（図７参照）でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例を示す安全運転支援装置全体の機能的構成を示すブロック図
【図２】処理装置の制御内容を示すフローチャート
【図３】作用説明のための道路の平面図
【図４】図３における自車両から撮像した撮像画像を示す図
【図５】図３における自車両から見た信号機部分の概略図
【図６】作用説明のための別の道路の平面図
【図７】図６における自車両から撮像した撮像画像を示す図
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１は安全運転支援装置、２は車両、３は処理装置、３ａは赤信号検出部（赤信号検出手段）、３ｂは進路上信号機判定部（進路上信号機判定手段）、３ｄは対応制御部（対応制御手段）、４は前方監視カメラ（撮像手段）、５は自車位置検出装置（自車位置検出手段）、６は地図データ記憶部（地図データ記憶手段）、７は表示装置、８は音声出力装置、９は車両制御部を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号機の信号状態を判定して車両の停止などに関する制御を行うことにより安全運転を支援する安全運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両を運転する場合に、信号機の赤信号を確認し忘れたり、確認が遅れたりすると事故につながることから、信号機の動作状態にはかなりの神経を使うものである。また、信号機が連続して視野に入ったり、あるいは特異な交差点では進行方向に該当する信号機と他の信号機とが類似する向きにあったりし、自車両が進む方向の信号機の赤信号を見誤ったりするおそれがある。なお、車両の走行中に、信号機を検出する技術として特許文献１に記載されているが、これは、信号機などの対象物を検出するときに水平距離も算出し、その算出した距離を用いて自車両の現在位置を補正するものであり、本発明とは関係がない。
【特許文献１】特許第３３８１３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両を運転する場合に、信号機の赤信号で車両が進入すると危険であり、これを防止することが好ましい。
そこで本発明は、自車両の進行方向の信号機の赤信号を自動的に検出して停止などに関する制御を行うことができる安全運転支援装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、信号機の信号状態を判定して車両の停止などを制御して安全運転を支援する安全運転支援装置であって、車両に設けられ進行方向を撮像して撮像画像を出力する撮像手段と、この撮像手段による撮像画像から赤色発光部を抽出して信号機の赤色信号を検出する赤信号検出手段と、この赤信号検出手段により前記赤信号が検出されたときに当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する進路上信号機判定手段と、この進路上信号機判定手段により自車両の進路上に存在する信号機であることが判定されたときに、車両停止などに関する対応制御を行う対応制御手段とを備えて構成される。
【０００５】
この請求項１の発明によれば、赤信号検出手段が、撮像手段による撮像画像から赤色発光部を抽出して、赤信号であることを検出する。進路上信号機判定手段は、この赤信号検出手段により赤信号が検出されると、当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する。そして、この進路上信号機判定手段が、当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であると判定したときには、つまり、自車両の進行方向が赤信号であるときには、対応制御手段が車両停止などに関する対応処理を行う。このように、自車両の進行方向における信号機が赤信号であるときにこれを自動検出でき、且つ、車両停止などに関する対応制御を行うことができる。特に、信号機の発光状態を検出するから、視界が悪い場合や夜間でも、信号機を検出できる。つまり、撮像手段により信号機そのものを検出しようとすると、視界が悪いような場合や夜間時には、信号機の鮮明な撮像が得られないことがあるが、信号機の発光状態を検出する場合には、多少視界が悪くてもあるいは夜間時でも撮像手段により赤色発光体の発光状態を良好に撮像でき、もって、信号機の存在を良好に検出できるものである。
【０００６】
この場合、前記進路上信号機判定手段は、撮像手段による撮像画像から抽出された赤色発光部の輪郭の楕円度を割り出し、この割り出した楕円度に基づいて当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であると判定するようにしても良い（請求項２の発明）。このようにすると、検出された赤信号の信号機が進行方向の信号機であるかどうかを精度良く判定できる。すなわち、信号機の各発光体は、自車両から正面方向に存在すると真円に近く、自車両から見た角度が左右にずれるほど各発光体は楕円度が増してゆく。つまり、撮像手段により撮像した赤色発光部の楕円度が低いほど（真円に近いほど）自車両の正面、換言すれば自車両の進行方向に存在するものであると判定でき、判定精度が向上する。
【０００７】
また、前記進路上信号機判定手段は、前記赤色発光部の下側部分の輪郭の楕円度を割り出すようにしても良い（請求項３の発明）。このようにすると、信号機のひさしに影響されずに、自車両の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる。すなわち、通常、信号機の発光体の上部にはひさしが取り付けられており、該発光体を斜めから見ると、発光体の輪郭の上部をこのひさしが遮ることがある。従って、撮像画像における赤色発光部の輪郭の楕円度を割り出すときに、このひさしの影響のない輪郭下側部分の楕円度を用いれば、信号機のひさしに関係なく自車両の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる。
【０００８】
また、地図データ記憶手段や、自車位置検出手段などを有して、自車両の現在位置から目的位置までの経路案内が可能なナビゲーション装置を備え、進路上信号機判定手段が、このナビゲーション装置が動作しているときには該ナビゲーション装置を用いて、当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する構成としても良い（請求項４の発明）。このようにすると、ナビゲーション装置を利用して、自車両の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる。
【０００９】
また、前記赤信号検出手段は、抽出した赤色発光部の輝度及び／又は該赤色発光部の高さに基づいて赤信号であることを検出するようにしても良い（請求項５の発明）。このようにすれば、赤信号を確実に検出できる。
【００１０】
また、前記赤信号検出手段は、複数の赤信号を検出したときには、各赤信号に対応する赤色発光部相互の大きさ及び高さを比較して、自車両に対して各赤色信号を近い順から認識し、前記進路上信号機判定手段は、自車両に近い赤信号の信号機から順に、自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定するようにしても良い（請求項６）。このようにすると、赤信号が複数検出されても、自車両に近い赤信号を認識でき、そして自車両に近い赤信号の信号機から順に、進路上に存在する信号機であるか否かを判定できて、判定処理の最適化が図れる。
【００１１】
また、前記進路上信号機判定手段が、前記撮像画像における赤色発光部の左右面積比から信号機の右斜め向き・左斜め向きを判定する向き判定手段を備えていても良い（請求項７の発明）。このようにすると、信号機のひさしを利用して該信号機の向きを良好に判定できる。すなわち、前述したように、通常、信号機の発光体の上部にはひさしが取り付けられており、信号機が自車両からみて右斜め向きである場合に、ひさし部分が当該信号機の発光体の上部左側に被さる形態となるから、撮像画像における赤色発光部は左半分の発光面積が右半分の発光面積より小さくなる。逆に信号機が左斜め向きであると、ひさし部分が当該信号機の発光体の上部右側に被さる形態となるから、撮像画像における赤色発光部は右半分の発光面積が左半分の発光面積より小さくなる。従って、上述の請求項７の発明によれば、記進路上信号機判定手段が、前記撮像画像における赤色発光部の左右面積比から信号機の右斜め向き・左斜め向きを判定する向き判定手段を備えているから、信号機のひさしを利用して該信号機の向きを良好に判定することができる。
【００１２】
また、前記対応制御手段は、車両停止などに関する対応制御として、自車両の停止準備がなされていないときに警告もしくは停止制御を実行する構成としても良く（請求項８の発明）、このようにすると、自車両の進行方向における信号機が赤信号であるときに、ユーザー（運転者）に警告を与えることができ、もしくは車両停止を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１には安全運転支援装置1全体構成を機能的ブロックによって示している。この安全運転支援装置１は車両２（図３参照）に搭載されており、処理装置３、前方監視カメラ４、自車位置検出装置５、地図データ記憶部６、表示装置７、音声出力装置８、車両制御部９、車速センサ１０、入力装置１２を備えて構成されている。
【００１４】
前記処理装置３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭや各種Ａ／Ｄ変換器などを含んで構成されており、この処理装置３は、機能的に、赤信号検出手段たる赤信号検出部３ａ、進路上信号機判定手段たる進路上信号機判定部３ｂ、ナビゲーション処理部３ｃ、対応制御手段たる対応制御部３ｄ、出力制御部３ｅを備えて構成される。
【００１５】
前記前方監視カメラ４は、撮像手段に相当するものであり、ＣＣＤカメラなどからなる。車両２に、その進行方向を撮像し得るように設けられている。自車位置検出手段たる前記自車位置検出装置５、地図データ記憶手段たる地図データ記憶部６、ナビゲーション処理部３ｃは、ナビゲーション装置１１を構成している。自車位置検出装置５は、ＧＰＳ受信機やジャイロなどを備えて構成されており、自車位置を検出する。地図データ記憶部６は、ナビゲーション装置として必要な地図データを記憶しており、これは例えばＣＤやＤＶＤなどの記録媒体から構成されていて、ＣＤドライブやＤＶＤドライブなどのドライブ装置（図示せず）を介してデータ情報がナビゲーション処理部３ｃに入力される。ナビゲーション処理部３ｃは入力装置１２から目的地設定があると、自車位置から目的地までの経路を計算し、表示装置７に地図と自車位置とを表示すると共に、該表示装置７及び音声出力装置８とにより目的地までの経路を表示及び音声にて案内する。
【００１６】
また、入力装置１２から目的地設定がない場合でも、地図表示要求があると自車位置を地図と共に表示するようになっている。
前記表示装置７は、走行中に地図や自車位置（自車マーク）や経路案内のための経路識別マークなどを表示する。報知手段である音声出力装置８は例えばスピーカから構成されている。車両制御部９は対応制御部３ｄから強制ブレーキ指令があると、車両のブレーキ装置に動作指令を出すためのものである。
前記車速センサ１０は、自車両２の車速を検出するものであり、その車速検出信号は、ナビゲーション処理部３ｃ及び対応制御部３ｄで使用される。前記入力装置１２は表示装置７におけるタッチパネルスイッチや、リモコンスイッチなどから構成される。
【００１７】
さて、前記処理装置３における赤信号検出部３ａ、進路上信号機判定部３ｂ、ナビゲーション処理部３ｃ、対応制御部３ｄ、出力制御部３ｅの機能について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。このフローチャートは、例えば自車両２の始動キーがオンされたときにスタートする。まず、ステップＰ１においては、前方監視カメラ４から撮像画像（撮像結果）を読み込み、ステップＰ２でこの撮像画像から赤色の発光部を抽出する。ステップＰ３では、この抽出した赤色発光部の輝度や大きさφ（図７参照）又は画像上での高さｈａ、ｈｂ（図７参照）さらには形状（真円、楕円）に基づいて信号機の赤色発光体の発光状態であるか否か（赤信号であるか否か）を判定する（赤信号検出手段）。上記高さｈａ、ｈｂは、信号機の発光体が比較的高い位置にあることから、赤信号判定要素として適している。
【００１８】
ステップＰ４では、前記赤信号が複数抽出された場合に、自車両２に対する各赤信号の距離を判断して、自車両２に近い順に認識する。これは、赤色発光部の大きさが大きく且つ撮像画像上における高さが高いほど自車両２に近い距離にあると判断する。ステップＰ５では、一番近い赤信号である赤色発光部を設定する。
【００１９】
ステップＰ６では、間近（この場合一番目）にある信号機の向きを判定する。すなわち、前記進路上信号機判定部３ｂは、前方監視カメラ４により撮像した撮像画像における赤色発光部の輪郭の下側部分の楕円度（縦長度）を割り出し、この割り出した楕円度に基づいて当該信号機の向きを判定する。
【００２０】
ここで、楕円度を割り出す趣旨について述べると、信号機の発光体が自車両２に対して対向していると、発光体の輪郭はほぼ真円であるが、左右いずれかに斜め状態であると、縦長な楕円となる。従って楕円度（真円は楕円度（縦長度）ほぼ「１」、縦長な楕円ほど楕円度大（楕円度「１」以上））を割り出すことにより、信号機が斜めであることを判定できる。そして、信号機の各発光体は、自車両から正面方向に存在すると真円に近く、自車両から見た角度が左右にずれるほど各発光体は楕円度が増してゆく。つまり、赤色発光部の楕円度が低いほど（真円に近いほど）自車両の正面、換言すれば自車両の進行方向に存在するものであると判定できる。そして、また上記楕円度により自車両２に対する当該信号機の角度も判定できる。
【００２１】
そして、発光体の輪郭のうち下側部分の楕円度を使用する趣旨は、次にある。すなわち、図５からも判るように、通常、信号機の発光体の上部にはひさし（符号Ｆで示す）が取り付けられており、該発光体を斜めから見ると、発光体の輪郭の上部をこのひさしが遮ることがある。従って、発光体の輪郭の楕円度を割り出すときに、このひさしの影響のない輪郭下側部分の楕円度を用いれば、自車両の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる、というものである。
【００２２】
さらに、このステップＰ６では、信号機の発光体が斜め向きのうち、右向き、左むきのいずれであるかを判定するようにしている。すなわち、前述したように、通常、信号機の発光体の上部にはひさしが取り付けられており、図５から判るように、信号機が自車両からみて右斜め向きである場合に、ひさし部分が当該信号機の発光体の上部左側に被さる形態となるから、前方監視カメラ４の撮像画像における赤色発光部（図４に符号Ｒで示す）は左半分の発光面積が右半分の発光面積より小さくなる。逆に信号機が左斜め向きであると、ひさし部分が当該信号機の発光体の上部右側に被さる形態となるから、撮像画像における赤色発光部は右半分の発光面積が左半分の発光面積より小さくなる。従って、像画像における赤色発光部の左右面積比から信号機の右斜め向き・左斜め向きを判定することが可能となる。
【００２３】
ここで、図３に示すように、車両２が進行しているときに信号機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３がある場合を考える。この場合信号機Ｓ１が、自車両２が走行している車道Ｗ１に対応する信号機（進路上の信号機）とする。この信号機Ｓ１は、前方監視カメラ４（自車両２）から見ると正面に見える。つまり、対向する向きにある。また別の信号機Ｓ２は、別の車道Ｗ２に対応する信号機とする。この信号機Ｓ２は、前方監視カメラ４から見ると左斜め向き状態にある。さらに別の信号機Ｓ３は、さらに別の車道Ｗ３に対応する信号機とする。この信号機Ｓ３は、前方監視カメラ４から見ると右斜め向き状態にある。これらの信号機の赤色発光体の向きは、上述の記載から判るように良好に判定できる。
【００２４】
前記ステップＰ６の後、ステップＰ７では、ナビゲーション装置１１が動作中であるかどうかを判断する。つまり、ユーザーが目的地を設定したことによりナビゲーション装置１１が経路案内を実行しているかどうかを判断する。ナビゲーション装置１１が動作中でないときには、ステップＰ８に移行し、間近の赤信号の信号機が進路上にある信号機であるかどうかを判定する。この判定は次のようにして行う。すなわち、撮像画像上の赤色発光部が対向した向きにあれば、間近の赤信号の信号機が進路上にある信号機であると判定する。
【００２５】
このステップＰ８において、間近の赤信号の信号機が進路上にある信号機であると判定されると（「ＹＥＳ」）、ステップＰ９で、車両停止準備状態を判定する。すなわち、進路上にある信号機までの距離と現在の車両速度（車速センサ１０からの信号）とを考慮して、当該信号機までに停止可能な否かを判断する。この判断は、例えば、「緊急度ほぼ無し」（すぐにブレーキングしなくてもいい、あるいは十分に余裕のあるブレーキング中である）、「緊急度やや有り」（今すぐユーザーにブレーキングを促したほうがいい）、「緊急度高い」（車両側に強制的にブレーキングの指令を出したほうが良い）の３段階に区分して判断するようにしている。ここで、上記「緊急度ほぼ無し」の範疇として、車速が十分に低速であることを加味しても良く、この場合ユーザーが赤信号を既に認識している場合での不快な警告をなくすことができる。さらに、上記「緊急度ほぼ無し」の範疇として、自車両２が素早くほぼ９０度曲がった後（ジャイロなどにより検出）の赤信号を検出したことを加味しても良く、この場合、自車両２が交差点内で曲がったすぐ先の信号機（同じ交差点内の別の信号機）が赤信号のときの無用な警告をなくすことができる。
【００２６】
「緊急度ほぼ無し」である場合（ステップＰ１０で「ＹＥＳ」）は、警告や強制ブレーキは行わずに、ステップＰ１に戻る。また、「緊急度やや有り」である場合には（ステップＰ１０の「ＮＯ」を経てステップＰ１１で「ＹＥＳ」）、ステップＰ１２で、音声出力装置８に「ブレーキを促す」趣旨の音声を出力させる（警告）と共に表示装置７に同趣旨の表示（警告）を行わせ、また、「緊急度高い」である場合には（ステップＰ１１の「ＮＯ」）、ステップＰ１３に移行し、前述同様に音声出力装置８及び表示装置７に「ブレーキを促す」趣旨の警告をさせると共に、車両制御部９に強制ブレーキ指令を出力する。この場合、車両制御部９はこの強制ブレーキ指令を受けて車両のブレーキ装置を動作させるところのブレーキ実行指令を出力し、車両のブレーキ装置がブレーキ動作を実行する。
前記ステップＰ８において、間近の赤信号の信号機が自車進路上にない場合（「ＮＯ」）には、ステップＰ１４で、次に近い赤信号の信号機を設定し、ステップＰ６の角度・向き判定処理以降を再度実行する。
【００２７】
ここで、前記ステップＰ７において、ナビゲーション装置１１が動作中であることが判断されると、ステップＰ１５で、地図データ上の信号機と自車両２の距離と角度を算出し、ステップＰ１６では、ナビゲーション装置１１の機能を使用して間近の赤信号の信号機が進路上にあるか否かを判断する。すなわち、ステップＰ１５で算出した地図データ上の信号機と自車両２の距離及び角度と、画像データにおける赤色発光部の自車両２からの距離及び向き並びに角度（向き、角度は前述したステップＰ６で検出している）とが一致するか否かを判断するし、一致すれば、該当信号機がナビゲーション装置１１で設定した経路に存在するか否かを判断し、設定経路に存在すれば、間近の赤信号状態の信号機が進路上にあると判定し、設定経路に存在しなければ、間近の赤信号状態の信号機が進路上にないと判定し、ステップＰ１４で次を設定し、ステップＰ６に戻る。
【００２８】
上述の判定の仕方を、図６、図７を参照して述べる。ナビゲーション装置１１が動作中においては、自車両２の位置と、信号機Ａ、Ｂの位置とが判っており、そして自車両２から信号機Ａ、Ｂまでの距離Ｌａ、Ｌｂ、さらに自車両２から見た信号機Ａ、Ｂに対する角度θａ、θｂも判っており、そして、経路（矢印Ｋで示す）が設定されている。これに対して、前方監視カメラ４により撮像された画像データには、図７のように、信号機Ａ、Ｂの赤信号が赤色発光部Ｈａ、Ｈｂとして認識されており、画像データ上で自車両２からこれらの赤色発光部Ｈａ、Ｈｂの距離を高さｈａ、ｈｂにより算出し、向き及び角度はステップＰ６で判定済みである。
【００２９】
そして、ナビゲーション装置１１における地図データ上の前記距離Ｌａ、Ｌｂと、算出された画像データ上の距離とが一致すること、及び上記角度θａ、θｂ（左右の向きも含まれる）と、画像データ上で算出された向き及び角度とが一致するで、赤信号状態の信号機Ａ、Ｂが認識される。そして、この赤信号状態の信号機Ａ、Ｂが設定経路Ｋ上にあれば、進路上にある赤信号状態の信号機として判定されることになる。
【００３０】
なお、図３、図４において、ナビゲーション装置１１が作動している場合も、同様にして、間近の赤信号状態の信号機が進路上にあるか否かが判定されるものである。
前記ステップＰ４〜ステップＰ８、ステップＰ１４〜ステップＰ１６が進路上信号機判定手段たる進路上信号機判定部３ｂの機能を示している。
ステップＰ１６で、間近の赤信号状態の信号機が進路上にあると判定されれば（「ＹＥＳ」）、前述したステップＰ９に移行し、間近の赤信号状態の信号機が進路上にないと判定されれば（「ＮＯ」）、前述のステップＰ１４を経てステップＰ６に戻る。
【００３１】
このような本実施例によれば、処理装置３における赤信号検出部３ａが、前方監視カメラ４による撮像画像に基づいて赤色発光部を抽出して赤信号を検出すると、進路上信号機判定部３ｂが、当該信号機が自車両２の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する。そして、この進路上信号機判定部３ｂが、当該信号機が自車両２の進路上に存在する信号機であると判定したときには、つまり、自車両２の進行方向が赤信号であるときには、対応制御部３ｄが車両停止などに関する対応処理を行う。このように、自車両２の進行方向における信号機が赤信号であるときにこれを自動検出でき、且つ、車両停止などに関する対応制御を行うことができる。
【００３２】
特に、信号機の発光体の発光状態を検出するから、視界が悪い場合や夜間でも、信号機を検出できる。つまり、前方監視カメラ４により信号機そのものを検出しようとすると、視界が悪いような場合や夜間時には、信号機の鮮明な撮像が得られないことがあるが、信号機の発光状態を検出する場合には、多少視界が悪かったり、夜間時でも、前方監視カメラ４により赤色発光体の発光状態を良好に撮像でき、もって、信号機の存在を良好に検出できるものである。
【００３３】
この場合、前記進路上信号機判定部３ｂは、赤色発光部の輪郭の楕円度を割り出し、この割り出した楕円度に基づいて当該信号機が自車両２の進路上に存在する信号機であると判定するようにしたから、発光状態にある赤色発光体が進行方向の信号機であるかどうかを精度良く判定できる。
特に、前記進路上信号機判定部３ｂは、前記赤色発光部の下側部分の輪郭の楕円度を割り出すようにしたから、信号機の発光体の上部にひさしが存在する場合でも、自車両２の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる。
【００３４】
また、地図データ記憶部６や、自車位置検出装置５などを有して、自車両２の現在位置から目的位置までの経路案内が可能なナビゲーション装置１１を備え、進路上信号機判定部３ｂが、このナビゲーション装置１１が動作しているときには該ナビゲーション装置１１を用いて、当該信号機が自車両２の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する構成としたから、ナビゲーション装置１１を利用して、自車両２の進路上に存在する信号機か否かを精度良く判定することができる。
【００３５】
また、前記赤信号検出部３ａが、抽出した赤色発光部の輝度及び／又は撮像画像における該赤色発光部の高さに基づいて赤信号を検出するようにしたから、赤信号を確実に検出できる。
【００３６】
また、前記赤信号検出部３ａが、複数の赤信号を検出したときには、各赤信号に対応した赤色発光部相互の大きさ及び高さを比較して、自車両に対して赤信号を近い順から認識し、進路上信号機判定部３ｂが、自車両２に近い赤信号の信号機から順に、自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定するようにしたから、赤信号が複数検出されても、自車両に近い赤信号を検出でき、そして自車両２に近いほうから順に、進路上に存在する信号機であるか否かを判定できて、判定処理の最適化が図れる。
【００３７】
さらに、前記進路上信号機判定部３ｂが、撮像画像における赤色発光部の左右面積比から信号機の右斜め向き・左斜め向きを判定する向き判定手段を備えているから、信号機のひさしを利用して該信号機の向きを良好に判定できる。
また、対応制御部３ｄが、車両停止などに関する対応制御として、自車両２の停止準備がなされていないとき（「緊急度やや有り」、「緊急度高い」）に警告もしくは停止制御を実行する構成としたから、自車両２の進行方向における信号機が赤信号であるときに、ユーザー（運転者）に警告を与えることでき、もしくは車両停止を行うことができる。
なお、本発明は上述した実施例に限られず、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できるものである。例えば、ステップＰで、大きさ（直径）φ（図７参照）を赤信号検出のための要素としたが、真円でない場合には、縦方向の大きさｓｈ（図７参照）でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例を示す安全運転支援装置全体の機能的構成を示すブロック図
【図２】処理装置の制御内容を示すフローチャート
【図３】作用説明のための道路の平面図
【図４】図３における自車両から撮像した撮像画像を示す図
【図５】図３における自車両から見た信号機部分の概略図
【図６】作用説明のための別の道路の平面図
【図７】図６における自車両から撮像した撮像画像を示す図
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１は安全運転支援装置、２は車両、３は処理装置、３ａは赤信号検出部（赤信号検出手段）、３ｂは進路上信号機判定部（進路上信号機判定手段）、３ｄは対応制御部（対応制御手段）、４は前方監視カメラ（撮像手段）、５は自車位置検出装置（自車位置検出手段）、６は地図データ記憶部（地図データ記憶手段）、７は表示装置、８は音声出力装置、９は車両制御部を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号機の発光状態を判定して車両の停止などを制御して安全運転を支援する安全運転支援装置であって、
車両に設けられ進行方向を撮像して撮像画像を出力する撮像手段と、
この撮像手段による撮像画像から赤色発光部を抽出して信号機の赤色信号を検出する赤信号検出手段と、
この赤信号検出手段により前記赤信号が検出されたときに当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する進路上信号機判定手段と、
この進路上信号機判定手段により自車両の進路上に存在する信号機であることが判定されたときに、車両停止などに関する対応制御を行う対応制御手段と
を備えてなる安全運転支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の安全運転支援装置において、
前記進路上信号機判定手段は、撮像手段による撮像画像から抽出された赤色発光部の輪郭の楕円度を割り出し、この割り出した楕円度に基づいて当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であると判定することを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の安全運転支援装置において、
前記進路上信号機判定手段は、前記赤色発光部の下側部分の輪郭の楕円度を割り出すことを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の安全運転支援装置において、
地図データ記憶手段や、自車位置検出手段などを有して、自車両の現在位置から目的位置までの経路案内が可能なナビゲーション装置を備え、
進路上信号機判定手段は、このナビゲーション装置が動作しているときには該ナビゲーション装置を用いて、当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定することを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の安全運転支援装置において、
赤信号検出手段は、抽出した赤色発光部の輝度及び／又は撮像画像における該赤色発光部の高さに基づいて赤信号であることを検出することを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の安全運転支援装置において、
前記赤信号検出手段は、複数の赤信号を検出したときには、各赤信号に相当する赤色発光部相互の大きさ及び高さを比較して、自車両に対して各赤信号を近い順から認識し、
前記進路上信号機判定手段は、自車両に近い赤信号の信号機から順に、自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定することを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の安全運転支援装置において、
前記進路上信号機判定手段は、前記撮像画像における赤色発光部の左右面積比から信号機の右向き・左向きを判定する向き判定手段を備えていることを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかの安全運転支援装置において、
前記対応制御手段は、車両停止などに関する対応制御として、自車両の停止準備がなされていないときに警告もしくは停止制御を実行することを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項１】
信号機の発光状態を判定して車両の停止などを制御して安全運転を支援する安全運転支援装置であって、
車両に設けられ進行方向を撮像して撮像画像を出力する撮像手段と、
この撮像手段による撮像画像から赤色発光部を抽出して信号機の赤色信号を検出する赤信号検出手段と、
この赤信号検出手段により前記赤信号が検出されたときに当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定する進路上信号機判定手段と、
この進路上信号機判定手段により自車両の進路上に存在する信号機であることが判定されたときに、車両停止などに関する対応制御を行う対応制御手段と
を備えてなる安全運転支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の安全運転支援装置において、
前記進路上信号機判定手段は、撮像手段による撮像画像から抽出された赤色発光部の輪郭の楕円度を割り出し、この割り出した楕円度に基づいて当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であると判定することを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の安全運転支援装置において、
前記進路上信号機判定手段は、前記赤色発光部の下側部分の輪郭の楕円度を割り出すことを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載の安全運転支援装置において、
地図データ記憶手段や、自車位置検出手段などを有して、自車両の現在位置から目的位置までの経路案内が可能なナビゲーション装置を備え、
進路上信号機判定手段は、このナビゲーション装置が動作しているときには該ナビゲーション装置を用いて、当該信号機が自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定することを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の安全運転支援装置において、
赤信号検出手段は、抽出した赤色発光部の輝度及び／又は撮像画像における該赤色発光部の高さに基づいて赤信号であることを検出することを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の安全運転支援装置において、
前記赤信号検出手段は、複数の赤信号を検出したときには、各赤信号に相当する赤色発光部相互の大きさ及び高さを比較して、自車両に対して各赤信号を近い順から認識し、
前記進路上信号機判定手段は、自車両に近い赤信号の信号機から順に、自車両の進路上に存在する信号機であるか否かを判定することを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の安全運転支援装置において、
前記進路上信号機判定手段は、前記撮像画像における赤色発光部の左右面積比から信号機の右向き・左向きを判定する向き判定手段を備えていることを特徴とする安全運転支援装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかの安全運転支援装置において、
前記対応制御手段は、車両停止などに関する対応制御として、自車両の停止準備がなされていないときに警告もしくは停止制御を実行することを特徴とする安全運転支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−３４６９３（Ｐ２００７−３４６９３Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１７３８６（Ｐ２００５−２１７３８６）
【出願日】平成１７年７月２７日（２００５．７．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２７日（２００５．７．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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